Forscher identifizieren Signalmoleküle, die zur Vorbeugung der Alzheimer-Krankheit beitragen können

Molekül

Neue Forschungen an Menschen und Mäusen identifizieren ein bestimmtes Signalmolekül, das helfen kann, Entzündungen und das Immunsystem zu modifizieren, um vor der Alzheimer-Krankheit zu schützen. Die Arbeit, die von Ermittlern des Massachusetts General Hospital (MGH) geleitet wurde, ist veröffentlicht in Natur.

Ein kognitiver Rückgang im Zusammenhang mit der Alzheimer-Krankheit entwickelt sich, wenn Neuronen absterben. „Der Neuronentod kann durch falsche Immunreaktionen und übermäßige Neuroinflammation – oder Entzündung im Gehirn – verursacht werden, die durch hohe Amyloid-Beta-Ablagerungen und Tau-Tangles ausgelöst wird, zwei Kennzeichen der Alzheimer-Krankheit“, erklärt der Co-Senior-Autor Filip Swirski, Ph . .D., der die Arbeit als Principal Investigator am Center for Systems Biology der MGH durchführte.

„Sobald Neuronen in zunehmendem Maße zu sterben beginnen, werden Gehirnzellen, die Mikroglia und Astrozyten genannt werden – die normalerweise Zellen nähren, die Ablagerungen beseitigen – aktiviert, um eine Neuroinflammation zu verursachen, um das Gehirn zu schützen. Sie sind evolutionär so programmiert, dass sie eine Hirnregion auslöschen, in der es zu einem übermäßigen neuronalen Zelltod kommt, weil dies möglicherweise auf eine Infektion zurückzuführen ist, deren Ausbreitung gestoppt werden muss“, erklärt Co-Senior-Autor Rudolph Tanzi, Ph.D., Co-Direktor des McCance Center for Brain Health am MGH.

Bei der Alzheimer-Krankheit aktiviert der neuronale Zelltod durch Amyloid-Beta-Ablagerungen und Tau-Tangles diese Reaktion. „Wenn es zu einer Neuroinflammation kommt, ist der Zelltod mindestens zehnmal höher als der, der durch Plaques und Tangles verursacht wurde“, sagt Tanzi. „Tatsächlich gäbe es ohne die Induktion einer Neuroinflammation keine Symptome einer Demenz. Wir kennen dies von „widerstandsfähigen“ Gehirnen, in denen es viele Plaques und Verwicklungen im Gehirn eines Individuums gibt, aber keine Symptome beim Tod, weil es nur eine minimale oder keine Neuroinflammation gab.“ Tanzi liefert eine Analogie und stellt fest, dass Amyloid Beta das „Streichholz“ ist, das die sich ausbreitenden „Buschfeuer“ von Knäueln entzündet, aber nur wenn dies zu einer zunehmenden Zahl von „Waldbränden“ durch Neuroinflammation führt, die durch Mikroglia und Astrozyten aktiviert wird, verliert man genug Neuronen, die kognitiven Verfall und Demenz erleiden.

Diese neue Studie in Natur ergab, dass eine Untergruppe von Astrozyten tatsächlich versucht, das Feuer zu löschen, indem sie ein Molekül namens Interleukin-3 (IL-3) freisetzt, das dann Killer-Mikrogliazellen wieder in nährende und schützende Zellen umwandelt, die keine Neuronen mehr auslöschen und sich stattdessen auf die Reinigung konzentrieren Amyloid-Beta-Ablagerungen und Tau-Tangles herausfiltern.

„Das Wissen, dass Astrozyten über IL-3 mit Mikroglia kommunizieren, kann wichtige klinische Konsequenzen haben, um die Mikroglia zu erziehen und ihnen zu helfen, die Schwere der Alzheimer-Krankheit zu verringern“, sagt Swirski. „Wir können uns jetzt überlegen, wie wir mit IL-3 nicht nur helfen können, die Neuroinflammation, die den Großteil des neuronalen Zelltods bei der Alzheimer-Krankheit verursacht, einzudämmen, sondern auch Mikroglia dazu zu bringen, wieder die wohltuende Aufgabe des Abtransports der Ablagerungen zu übernehmen.“ und Knäuel, die die Pathologie der Alzheimer-Krankheit initiieren.“

„Es war überraschend, IL-3 im Gehirn zu finden“, sagt der Erstautor Cameron McAlpine, Ph.D., damals Dozent am Center for Systems Biology. „Unsere Ergebnisse legen nahe, dass die Kommunikation zwischen Astrozyten und Mikroglia über IL-3 ein wichtiger Mechanismus ist, der die Alzheimer-Krankheit abwehrt, indem Mikroglia angewiesen werden, Schutzfunktionen anzupassen. Mit weiteren Studien könnte der IL-3-Signalweg eine neue therapeutische Möglichkeit zur Bekämpfung neurologischer Erkrankungen bieten.“